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第八章木材及加工工艺8.1 木材基础性能 木材作为一个天然材料，在自然界中蓄积量大、分布广、取材方便，含有优良特征。木材是一个优良造型材料，自古以来，它一直是最广泛最常见传统材料，其自然、朴素特征令人产生亲切感，被认为是最富于人性特征材料。在新材料层出不穷今天，在设计应用中仍占有十分关键地位(图8-1)。第八章木材及加工工艺8.1 木材基础性能81 木材基础性能树干是木材关键部分，由树皮、木质部和髓心三部分组成。图8-2所表示为树干结构。(1)质轻。木材由疏松多孔纤维素和木质素组成。它密度因树种不一样，通常在0.30.8之间，比金属、玻璃等材料密度小得多，所以质轻坚韧，并富有弹性，在纵向(生长方向)强度大，是有效印结构材料，但其抗压、抗弯曲强度较差。第八章木材及加工工艺8.1 木材基础性能(2)含有天然色泽和漂亮花纹。不一样树种木材或同种木材不一样材区，全部含有不一样印天然悦目标色泽。如红松心材呈淡玫瑰色，边材成黄白色；杉木心材成红褐色，边材呈淡黄色等。又因年轮和木纹方向不一样而形成多种粗、细、直、曲形状纹理，经旋切、刨切等多个方法还能截取或胶拼成种类繁多花纹。第八章木材及加工工艺8.1 木材基础性能 (3)含有调湿特征木材由很多长曹状细胞组成，在一定窟度和相对湿度下，对空气中湿气含有吸收和放出平衡调整作用。 (4)隔声吸音性木材是一个多孔性材料，含有良好吸音隔声功效。 (5)含有可塑性木材薰煮后能够进行切片，在热压作用下能够弯曲成型，木材能够用胶、钉、榫眼等方法比较轻易和牢靠地接合。 (6)易加工和涂饰木材易锯、易刨、易切、易打孔、易组合加工成型，且加工比金属方便因为木材管状细胞吸湿受潮，故对涂料附着力强，易于着色和涂饰。第八章木材及加工工艺8.1 木材基础性能 (7)对热、电含有良好绝缘性，木材热导辜，电导宰小，可做绝缘材料，坦睫着含水率增大，其绝缘性能降低。 (8)易变形、易燃木材因为干缩湿胀轻易引发构件尺寸及形状变异和强度改变，发生开裂扭曲、翅曲等弊病。木材着火点低，轻易燃烧。 (9)各向异性木材是含有各向异性材料，即使是同一树种木材，因产地、生长条件和部位不一样，其物理、化学性质差异很大。使之使用和加工受到一定限制。第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征8.2木材工艺特征将木材原材料经过木工手工工具或木工机械设备加工成构件，并将 其组装成制品，再经过表面处理、涂饰，最终形成一件完整木制品技术过程。8.2.1木材成型加工 1木材加工工艺步骤每个构件加工前全部要依据被加工构件形状、尺寸、所用材料、加工精度、表面粗糙度等方面技术要求和加工批量大小，合理选择多种加工方法、加工机床、刀具、夹具等，确定出加工该构件每道工序和整个工艺过程木制品构件形状、规格多个多样，其加工工艺过程通常为：第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征 (1)配料配料就是根据木制品质量要求，将多种不一样树种、不一样规格木材。锯割成符合制品规格毛料，即基础构件。 (2)基准面加工为了构件取得正确形状，尺寸和粗糙度表面，并确保后续工序定位正确，必需对毛料进行基准面加工。作为后续工序加工尺寸基准。 (3)相对面加工基准面完成后，以基准面为基准加工出其它多个表面。第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征 (4)划线划线是确保产品质量关键工序，它决定了构件上榫头，榫眼及圆 孔等位置和尺寸，直接影响到配合精度和结合强度。 (5)樟头、樟眼及型面加工榫结合是木制品结构中最常见结合方法，所以，开樟、打眼工序 是构件加工关键工序，其加工质量直接影响产品强度和使用质量。 (6)表面修整构件表面修整加工应依据表面质量要求来决定。外露构件表 面要正确修整，内部用料可不作修整。第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征2.木材加工基础方法 (1)木材锯割木材锯割是木材成型加工中用得最多一个操作。按设计要求将尺寸较大原木、板材或方材等，沿纵向、横向或按任一曲线进行开锯、分解、开榫、帽肩。雹断、下料时，全部要利用铝割加工。 (2)木材刨削刨削也是木材加工关键工艺方法之一。木材经锯割后断面通常较粗糖且不平整，所以必需进行刨削加工，木材经刨削加工后，能够取得尺寸和形状正确。表面平整光洁构件。第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征 (3)木材凿削木制品构件间结合基础形式是框架樟孔结构，所以，榫孔凿削是木制品成型加工基础操作之一。 (4)木材铣削木制品中多种曲线零件，制作工艺比较复杂，木工铣削机床是一种万能设备，既可用来截口，起线，开榫、开槽等直线成形表面加工和平面加工，又可用于曲线外形加工，是木材制品成型加工中不可缺少设备之一。 3. 木制品装配根据木制品结构转配图和相关技术要求，将若干构件结合成部件，再将若干部件结合或若干部件和构件结合成本制品过程，称为装配。第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征木制品构件间结合方法，常见有榫结合、胶结合、螺钉结合、圆钉结合、金属或硬质塑料联结件结合，和混合结合等采取不一样结合方法对制品美观和强度、加工过程和成本，全部有很大影响，需要在产品造型设计时依据质量技术要求确定。下面简明介绍多个常见结合方法。 (1)榫结合榫结合是木制品中应用广泛传统结合方法。它关键依靠 榫头四壁和榫孔相吻合，装配时，注意清理榫孔内残余木渣，榫头和榫孔四壁涂胶层要薄而均匀，装榫头时用力不宜过猛，以防挤裂樟，必需时可加木楔，达成配合紧实。第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征 (2)胶结合胶结合是木制品常见一个结合方法，关键用于实木板拼接及榫头和榫孔胶合。其特点是制作简便，结构牢靠，外型美观。装配使用粘合剂 时要依据操作条件、被粘木材种类、所要求粘接性能、制品使用条件等合理选择粘合剂操作过程中，要掌握涂胶量，晾置和陈放、压紧，操作温度、粘接层厚度五大要素。 乳白胶：现在木制品行业中常见胶粘剂种类繁多，最常见是聚醋酸乙烯酯乳胶液，俗祢乳白胶它优点是使用方便，含有良好和安全操作性能，不易燃，无腐蚀性，对人体无刺激作用；在常温下固化快，无需加热，并可达成很好干状胶合强度，固化后胶层无色透明，不污染木材表面但成本较高，耐水性、耐热性差，易吸湿，在长时间静载荷作用下胶层会出现蠕变，只适适用于室内木制品第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征(3)螺钉和圆钉结合螺钉和圆钉结合强度取决于木材硬度和钉长度，并和木材纹理相关。木材越硬，钉直径越大，长度越长，沿横纹结合，则强度越大，不然强度越小。操作时要合理确定钉有效长度，井预防构件劈裂。(4)板材拼搔常见结合方法木制品上较宽幅面板材，通常全部采取实木板拼接而成采取实木板拼接时，为降低拼接后翘曲变形，应尽可能选择材质相近板料，用胶粘剂或既用胶粘剂又用榫、槽、钉等结构，拼接成含有一定强度较宽幅面板材。拼接结合方法有多个，图84所表示。设计时可依据制品结构要求、受力形式、胶粘剂种类，和加工工艺条件等选择。第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征822 木制品表面装饰技术 1木制品表面涂饰 (1)表面涂饰目标木制品表面装饰目标关键是装饰作用和保护作用，详见表81： (2)涂饰前表面处理因为木材表面不可避免地存在多种缺点，如表面干燥度、纹孔、毛刺、虫眼、节疤，色斑、松蜡及其分泌物松节油等不预优异行表面处理，将会严重影响涂饰质量，降低装饰效果所以，必需针对不一样缺点采取不一样方法进行涂饰前表面处理。第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征 1.干燥：木材含有多孔性易吸水和排水，并有干缩湿胀特点，轻易造成涂层起泡、开裂和回粘等现象，所以新木材需要干燥到含水量在8一12时才能进行涂饰。木材干焊方法有自然晾干和低温烘干两种 2.去毛刺：木制品表面虽经刨光或磨光，但总有些没有完全脱离木制纤维残留表面，影响表面着色均匀性，所以涂层被覆前一定要去除毛刺去除毛刺方法有：水胀法、虫胶法和火燎法 3.脱色：不少木材含有天然色素，有时需要保留，可起到天然装饰作用但有时因色调不均匀，带有色斑，或木制品要涂成浅淡颇色，或涂成和原来材料颜色无关任意色彩时，就需要对木制品表面进行脱色处理脱色方法很多用漂白剂对木材漂白较为经济并见效快通常惰况下常在颜色较深局部表面进行第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征漂白处理，使涂层被覆前本材表面颜色取褐一致常见漂白剂有：双氧水、次氯酸钠和过氧化钠等4.消除木材内含杂物：大多数针叶树木材中含有松脂松脂及其分泌物会影响涂层附着力和颜色均匀性在气温较高钨况下松脂会从木材中溢出，造成涂层发粘木材内含单宁和着色染料反应使涂层颜色深浅不一所以在木材涂覆前处理中，应将木材内含杂物除去(3)底层涂饰底层涂饰目标是改善木制品表面平整度，提升透明涂饰及模拟木纹和色彩显示程度，取得纹理优美、颜色均匀木质表面底层涂饰是多道工序总称，各工序名称及作用见表8-2第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征 (4)面层涂饰底层完成后崖可进行面层涂饰用于木材制品表面涂饰涂料通常可分为透明涂饰和不透明涂饰两大类透明涂饰关键用于本纹漂亮。底材平整木制品 (5)涂层常见缺点及其消除方法在木材表面涂饰过程中，因为对一些原因考虑不妥，常会造成涂层缺点，影响涂饰质量，降低涂饰效果。表85列举了涂层常见缺点及其形成原因和消除方法第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征2木制品表面覆贴表面覆贴是将面饰材料经过粘合剂粘贴在木制品表面而成一体一个装饰方法。表面覆贴工艺中后成型加工技术是多年来开发板材边部处理新技术(图85)其工艺方法是：以木制人造板(刨花板、中密度纤维、厚胶合板等)为基材，将基材按设计要求加工成所需形状，覆贴底面平衡板，然后用一整张装饰贴面材料对板面和端面进行覆贴封边。后成型加工技术改变了传统封边或包边方法和生产工艺，可制作圆弧型甚至复杂曲线型板式家俱，使板式家俱外观线条变得柔和、平滑和流畅，一改传统家俱直角边造型，增加外观装饰效果，从而满足了消费者使用要求和审美要求，常见面饰材料有：聚氯乙烯膜(PVC膜)、人造革、DAP装饰纸、A，KOY纤维簧、三聚氰胺板、木纹纸、薄木等第八章木材及加工工艺8.2 木材工艺特征第八章木材及加工工艺8.3 常见木材831 原木原木是指伐倒树干经过去枝去皮后按规格锯成一定长度木材。原木又分为直接使用原木和加工使用原木两种，直接使用原木通常见作电柱、桩木、坑木和建筑工程所用原木，通常要求含有一定长度，较高强度；加工使用原木是作为原材料加工用，是将原木按一定规格尺寸锯割后木材，又称为锯材，锯材按其宽度和厚度百分比关系又可分为板材、方材和薄木等。板材横断面宽度为厚度3倍及3倍以上者。方材横断面不足宽度不足厚度3倍者。薄木厚度小于lmm薄木片，厚度在0.050.2 mm称为微薄木。第八章木材及加工工艺8.3 常见木材832人造板材利用原木、刨花、木屑、废材及其它植物纤维为原料，加入胶粘剂和其它添加剂而制成板材。人造板材幅面大，质地均匀表面平整光滑，变形小，美观耐用，易于加工。人造板材种类很多常见有胶合板，刨花板、纤维板，细木工板及多种轻质板等，广泛用于家俱、建筑，车船等方面。 (1)胶合板用3层或多层(奇数层)单板加压胶合而成板材。各层板印纤维方向相互垂直，可克服木材各向异性缺点，胶合板不易开裂和翅曲，幅面大而平整材质均匀，横纹抗拉强度高，板面纹理美观，装饰性好，胶合板种类多，可按板结构，胶合性能、表面处理、用途等进行分类。常见有三合板、五合板及其装饰板，多用作隔墙、天花板及家俱等第八章木材及加工工艺8.3 常见木材 (2)刨花板以木质刨花或碎木屑为关键原料，加胶热压而成人造板材，幅面大，表面平整，隔热隔音性能好，纵横面强度一致，常见于加工，可进行贴面等表面装饰，但不耐潮，容重大。刨花板可按原料种类、制造方法、表面处理等进行多个分类。刨花板是制造板式家俱关键材料，还用作吸声、保温，隔热材料。(3)纤维板以木料加工废料或植物纤维作原料，经原料处理、成型、热压等工序而制成板材。纤维板材质结构均匀、各向强度一致，不易胀缩开裂，含有隔热、吸音和很好加工性能。按原料分为木质纤维板和非本质纤维板；按板面状态分为单面光纤维板和双面光纤维板；按密度分为硬质纤维板(0.88cm3)、中密度纤维板(0.05-0.8gcm3，)和软质纤维板(0.5 gcm3)硬质纤维板坚韧密实，多用作家俱、车舶，包装箱和室内装饰材料；中密度纤维板多用作家俱、器材材料。软质纤维板质轻多孔，多作隔热、吸音材料。第八章木材及加工工艺8.3 常见木材 (4)细木工板又称大芯板，一个拼合结构木质板材。在板芯表面胶合一层或两层单板。按板芯结构可分为实心细木工板和空心细本工板，细木工板含有坚固耐用，板面平整、结构稳及不 易变形等特点，是良好结构材料，广泛用作家俱材料、履板材料及建筑壁板等。833新奇木材多年来，中国外研制出很多新奇奇特木材 (1)特硬木材加拿大最近推出比钢铁还要硬木材这种木材是把木材纤维经特殊处理，使纤维相互交结，再把合成树脂覆盖在木材表面，经微波处理而成。这种新型木材不弯曲，不开裂、不缩胀，可用作屋顶栋梁、门、窗、车厢板等。第八章木材及加工工艺8.3 常见木材 (2)有色木材日本研制出一个有色木材。先将红色和青色盐基染料装进软管直接注入杉木树干靠近根基地方，4个月后即可采伐使用这种木材从上到下浑然一色，而且永不褪色，加工成家俱后，表面不需要再涂饰美化。 (3)陶瓷木材日本制成一个陶瓷人造木材。以经高温高压加工而成高纯度二氧化硅和石灰石为关键原料，加入塑料和玻璃纤维等制成这种木材含有不易然烧、不变形、不易腐烂、重量轻和轻易加工等优点，是一个优异建筑材料第八章木材及加工工艺8.3 常见木材 (4)染色材料美国研究出有趣漫染技术，在几分钟时间里，让木材从装有锡水槽中经过，既能使木材展现出金黄、咖啡、乌黑等颜色，又可烫出漂亮花纹，不仅色彩自然而且防腐耐用。 (5)防火木材保加利亚研制戊一个奇特嚣液，木材被它浸过后就不会燃烧了。这种经过溶液处理木材，关键用来制造船舶上很多不能用钢铁制作零部件，为船舶安全带来了可靠保障。 (6)铁化木材原苏联利用铁化工艺法。将质地松软木材在具空中用油页岩处理，然后再烧砖一样焙烧，木材就变得如同金属般硬，同时含有防火抗腐功效。此技术为充足利用松软木材发明了条件。第八章木材及加工工艺8.3 常见木材 (7)模压木材中国采取模压木制品技术做木器，其最大特点是不需上等木材，可使用农场最新采伐橡胶木、防护林等小径木和枝权材等低质木材，加上胶合剂和化学添加剂，衬上胶塑浸渍装饰纸，经过专门模具，在高温高压下一次加热成型。利用这种最新技术生产多种家俱，不怕风吹，日晒、雨淋，不开裂、不变形。 (8)浇铸木材日本研制出一个液体化学木材它是由木屑、环氧树脂、聚氨酯浇 铸成型可依据需要，固定成型，不需要做精细加工，含有天然木材一样木纹和光泽，而且成本比天然木材低。第八章木材及加工工艺8.3 常见木材 (9)脱色木材木材种类繁多，木质颜色相差甚大，即使用同一个木材也常有“墨水线”及斑纹，不利于制作高技术全浅色或原色木制品。将过氧化氢、氨水和水配成木材脱色剂，用毛刷涂在有斑纹或墨水线本质上。可消除斑纹或墨水线，制成脱色木材。 (10)工艺品用人造木材以往版画和雕刻用基材，全部是使用特定优质木材。不仅起源有限，而且因为木材存在着难以克服缺点，如材质有方向性，纵向和横向硬度显著不一样，且会因湿度改变而引发翘曲和裂纹，所以影响作品质量。第八章木材及加工工艺8.4 木材在设计中应用841 设计中木材选择为达成产品造型设计要求，确保产品质量，科学合理地选择木材是至关关键。依据产品造型设计要求和不一样部件，在木材选择上应按木材特征考虑以下技术条件。 1.有一定强度及韧性，刚度和硬度，重量适中，材质结构应细致。 2.有漂亮自然纹理，材质感悦目。 3.干缩、湿胀性和翘曲变形性小。 4.易加工，切削性能良好。 5.胶合、着色及涂饰性能好。 6.弯曲性能好。 7.有抗气候和虫害性。第八章木材及加工工艺8.4 木材在设计中应用8 42 木材感觉特征 (1)视感 木纹：木材是和人类最亲近、昂富有些人惰味材料。除因木材是天然生成生物体外，变幻木材纹理给予了木材生活气息。木材纹理是由年乾所组成，记载了自然环境。气候改变及树木生长(图86)。木纹形状和木材锯切方向相关。第八章木材及加工工艺8.4 木材在设计中应用第八章木材及加工工艺8.4 木材在设计中应用(2)触感净暖感木材除材色为暖色从观感上给人温暖感外，和其它材料相比耳触感也是温暖感较强材料。这和木构多孔性相关，木材内空隙虽不完全封闭，但也不自由相通，所以木材是良好隔热保温材糊。 干湿感温度和湿度是组成材料舒适是否关键条件，对大家心理活动影响根为显著。木材是吸湿材料，吸湿后尺寸不稳定是其缺点，但因为不材吸湿、放湿作用对环境湿度改变有着缓冲作用，所以木材是含有优良调湿功效材料。第八章木材及加工工艺8.4 木材在设计中应用 1.怎样珍爱利用这一珍贵资源。 2.怎样主动发挥木材特征。 3.怎样改良不材缺点。 4.怎样为木材增添新印特点。 5.怎样改良木材印加工成型技。 6.怎样提升使用者意识，加深对这一珍贵资源了解。第八章木材及加工工艺8.4 木材在设计中应用8 43设计实例 (1)红蓝椅(图8 -10) 由荷兰设计师里特维德设计。红蓝椅由机制木条和胶合板组成，13根木条相互垂直，形成椅子空间结构，其结构间用螺丝紧固而不用传统榫接方法，以防结构受到破坏。椅靠背为红色，坐垫为蓝色，木条全漆成黑色，木条端面漆成黄色。第八章木材及加工工艺8.4 木材在设计中应用(2)“玛丽洛尔”桌(图8-13)由法国设计师克里丝汀格恩和帕特里克那多设计。采取胶合板材料制作。在制作中采取了胶合板热加工新方法，胶合板在被切割加工前，以电脑数控技术将其蒸成曲形。桌子四部分(两个分开模型)被粘一起。第八章木材及加工工艺8.4 木材在设计中应用(3)半靠背椅(图8-14)由意大利设计师麦克 法瑞设计。此款椅子结构采取毛山榉木材为框架，运用了优异制作工艺，表现为椅座和椅背独特结构及“装饰性”。椅座基层结构为木质胶合板中间填充物为聚氨酯泡沫，采取高温高压方法固定在表层和基层中。表层采取松软软木材料，像装饰布一样柔软。椅座和椅框架用螺钉连接。椅背可直接插入椅框架挟槽(6mm)中，用螺钉固定。 第八章木材及加工工艺8.4 木材在设计中应用第八章木材及加工工艺8.4 木材在设计中应用(4)靠背椅(图8 -15)由设计师格瑞特杰克设计采取柚木面层胶合板材料制作，胶合板经切割加工后采取热弯曲加工方法弯曲成型。椅子由两部分组成，采取钢钉装配。在此款设计中胶合板被弯曲成空前程度，其弯角处转角半径小，弧形多样，承载强度大，造型优美挺拔。